CN116500589A - 激光雷达和可移动设备 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及光信号处理和光器件技术领域，提供了一种激光雷达和可移动设备，激光雷达包括接收波导阵列、至少三个光电探测模组、至少三个信号处理模组以及至少两个模数转换模组，由于至少一个所述模数转换模组同时与所述接收波导阵列中不相邻的至少两个所述接收波导所对应的信号处理模组分别连接，因此，无需对每一接收波导均对应设置一个数模转换器，避免了数模转换器路数过多、数据量过大的同时减少了旁路波导噪声叠加的技术问题，提高了激光雷达的性能。
Description
技术领域
本申请涉及光信号处理和光器件技术领域，尤其涉及一种激光雷达和可移动设备。
背景技术
调频连续波（Frequency Modulated Continuous Wave，FMCW）激光雷达可以实现同时测距和测速，能够作为自动驾驶或辅助驾驶的感知传感器模组。一般地，FMCW激光雷包括光源模组、扫描模组与光接收模组。由于光信号从扫描模组出发，经目标物体反射再次回到扫描模组时，扫描模组相较于起初已经发生角度变化，因此不同距离下回波光落在光接收模组上的位置将会不同。相关技术中有采用集成于硅光芯片的多波导所构成的阵列波导来接收回波光的方案，相较于单波导接收回波光的方案，由于多波导的设置可以提升接收回波光时的整体收光区域面积，因此可以提升FMCW雷达的测距性能。
但是，当前每一个接收波导下游需要单独连接光电探测器件、信号处理电路模块和模数转换器（Analog-Digital Converter，ADC）等，如此使得ADC的路数较多，硬件开销大。
发明内容
本申请提供一种激光雷达和可移动设备，至少两个不相邻的波导共用同一模数转换器进行信号采集，能够降低激光雷达的硬件开销。
本申请第一方面提供一种激光雷达，包括：
接收波导阵列，包括至少三个接收波导，所述接收波导具有收光面，所述收光面用于接收回波光；
至少三个光电探测模组，所述光电探测模组连接于所述接收波导的下游，所述光电探测模组用于接收本振光以及经由所述接收波导输出的回波光，以生成相应的拍频信号，所述接收波导与所述光电探测模组一一对应；
至少三个信号处理模组，所述信号处理模组连接于所述光电探测模组的下游，所述信号处理模组包括带通滤波器，所述带通滤波器用于对所述拍频信号进行滤波，所述光电探测模组与所述信号处理模组一一对应；以及
至少两个模数转换模组，所述模数转换模组连接于所述光电探测模组的下游，所述模数转换模组包括模数转换器，所述模数转换器用于对所述拍频信号进行模数转换，至少一个所述模数转换模组满足：所述模数转换模组分别与所述接收波导阵列中不相邻的至少两个所述接收波导所对应的信号处理模组连接。
本申请第二方面提供一种可移动设备，包括可移动的基体以及前述的激光雷达，所述激光雷达搭载于所述基体。
本申请提供的一种激光雷达和可移动设备，激光雷达包括接收波导阵列、至少三个光电探测模组、至少三个信号处理模组以及至少两个模数转换模组，由于至少一个所述模数转换模组与所述接收波导阵列中不相邻的至少两个所述接收波导所对应的信号处理模组分别连接，因此，无需对每一接收波导均对应设置一个数模转换器，避免了数模转换器路数过多、数据量过大的同时减少了旁路波导噪声叠加的技术问题，提高了激光雷达的性能。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。
附图说明
通过结合附图对本申请示例性实施方式进行更详细地描述，本申请的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本申请示例性实施方式中，相同的参考标号通常代表相同部件。
图1是本申请一些实施例中的激光雷达的示意图。
图2为本申请另一些实施例中的激光雷达的示意图。
图3A为本申请一些实施例中的带通滤波器的通带配置示意图。
图3B为本申请一些实施例中的带通滤波器的通带配置示意图。
图4为本申请又一些实施例中提供的激光雷达的示意图。
图5为本申请再一些实施例中激光雷达的示意图。
图6为本申请一些实施例中的可移动设备的示意图。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本申请的实施方式。虽然附图中显示了本申请的实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本申请而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了使本申请更加透彻和完整，并且能够将本申请的范围完整地传达给本领域的技术人员。此外，附图仅为本申请公开的示意性图解，并非一定是按比例绘制。图中相同的附图标记表示相同或类似的部分，因而将省略对它们的重复描述。附图中所示的一些方框图是功能实体，不一定必须与物理或逻辑上独立的实体相对应。可以采用软件形式来实现这些功能实体，或在一个或多个硬件模块或集成电路中实现这些功能实体，或在不同网络和/或处理装置和/或微控制器装置中实现这些功能实体。
在本申请使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。在本申请和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。
应当理解，尽管在本申请可能采用术语“第一”、“第二”、“第三”等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本申请范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
以下结合附图对本申请公开的激光雷达以及可移动设备进行详细介绍。
图1是本申请一些实施例中的激光雷达的示意图。
本申请实施例公开的激光雷达，可以是调频连续波（Frequency ModulatedContinuousWave，FMCW）激光雷达。FMCW激光雷达通过向目标物体发射连续的探测光，然后接收与探测光信号具有相同时频特征的本振光以及由目标物体反射探测光而形成的回波光，以能够实现对目标物体的探测。其中，本振光与探测光可以通过分光器对激光雷达中光源生成的光束分束以得到，也可以通过两不同的光源分别发射得到；本申请文件中所述的“时频特征相同”意为，本振光与探测光在时域上相同时间点的频率一致。
参见图1，本实施例公开的激光雷达10包括接收波导阵列100、至少三个光电探测模组200、至少三个信号处理模组300，以及至少两个模数转换模组400。下面对各个部分进行详细说明。
对于上述接收波导阵列100，请参阅图1，其包括至少三个接收波导101。接收波导101具有收光面，该收光面用于接收回波光。本实施例中，接收波导101的收光面是指接收波导101的一个端面，用于接收回波光。在激光雷达10的工作过程中，发射的探测光被目标物体反射后形成回波光，回波光经过接收波导101的收光面进入接收波导101的内部。
本实施例中，接收波导阵列100整体集成于硅光芯片。具体来说，硅光芯片包括包层（图中未示出），接收波导阵列100嵌设于包层。接收波导的材料、形状、大小可以根据具体的应用场景和信号特点进行选择和优化，以能够适应不同场景来提高激光雷达的稳定性和准确性。
需要补充一提的是，激光雷达10内部包括扫描模组（图中未示出），扫描模组沿探测光的传输方向位于激光雷达10中光源模组的下游，沿回波光的传输方向位于接收波导阵列100的上游，在激光雷达10运行过程中，扫描模组会产生运动（例如，转动等）使得探测光和回波光在经过扫描模组前后的传输路径不再一致，而不同距离对应的回波光所落在接收波导阵列上的位置也不再相同。为方便说明，本申请文件将上述不同探测距离导致回波光落在接收波导阵列不同位置的效应称为走离效应。上述接收波导阵列100的设置旨在提供更大的收光区域，以缓解上述走离效应。其中，不同接收波导101所对应探测距离范围也并不相同。例如，在一些实施例中，图1所示最下方的接收波导为近距离探测的接收波导，由下而上，各接收波导的探测距离逐步增加；换而言之，上述走离效应使得越大探测距离对应的回波光落在接收波导阵列的越趋近于上方（结合图1所示）。本实施例中，接收波导阵列100的数量可以是一个也可以是多个，可以根据实际需要进行配置。本申请文件中所述的“多个”意为两个以上。
对于上述光电探测模组200，请继续参阅图1，该激光雷达10包括至少三个光电探测模组200，该光电探测模组200连接于接收波导101的下游，其用于接收本振光以及经由接收波导输出的回波光，以生成相应的拍频信号。各光电探测模组200与上述接收波导101一一对应，以用于接收本振光以及对应的接收波导101所输出的回波光，从而基于该本振光与回波光生成频率为两光信号差频的拍频信号，该拍频信号为光电探测模块200进行光电转换后的电信号。其中，本申请文件中所述的“下游”意为，沿光信号或电信号的传输方向位于靠后的位置；例如，“光电探测模组连接于接收波导的下游”是指，光信号先经过接收波导，再到达光电探测模组。
本实施例中，光电探测模组200可以包括光混频器202与平衡光电探测器201。光混频器202具有两输入端口，其一输入端口用于接收上述本振光，其另一输入端口用于接收上述接收波导101所输出的回波光；如此，本振光与回波光可在其内发生拍频，以得到两拍频光信号，即第一拍频光信号与第二拍频光信号。可选地，光混频器202为180度混频器，其输出的两光信号之间相位差180度。平衡光电探测器201与光混频器202的两输出端连接，其用于对上述第一拍频光信号与第二拍频光信号进行平衡探测，并输出上述拍频信号；该拍频信号的频率与上述第一/二拍频光拍频信号的频率一致。可以理解的是，即使本实施例中是以光电探测模组200包括光混频器202与平衡光电探测器201为例进行说明，但本申请并不局限于此，只要保证光电探测模组200可以接收上述本振光与探测光，并将两者混频生成的拍频光信号转化为电信号即可。例如，在本申请其他的一些实施例中，光电探测模组200包括光电探测器；该光电探测器用于接收上述本振光与回波光，以使两者拍频，其还用于将上述所得的拍频光信号转化为电信号，即上述拍频信号。
对于上述信号处理模组300，请继续参阅图1，该激光雷达10包括至少三个信号处理模组300，该信号处理模组300连接于光电探测模组200的下游，并与上述光电探测模组200一一对应，信号处理模组300用于对光电探测模组300输出的拍频信号在时域上进行处理。本实施例中，信号处理模组包括带通滤波器301，带通滤波器301用于对拍频信号进行滤波。带通滤波器301可以是1阶，也可以是2阶或多阶，可以为巴特沃斯或贝塞尔等低波纹类型的滤波器，本申请不对其具体选型作具体限定。
在应用中，拍频光的频率实则是距离拍频频率与速度拍频频率的耦合。其中，距离拍频频率是因探测光在飞行时间内相对于本振光位移，进而在探测光（回波光）与本振光拍频过程中引起的差频；其大小等于探测光的扫频斜率与探测光的飞行时间的乘积，其仅与飞行时间有关，而与目标物体的速度无关。其中，速度拍频频率是因目标物体的速度而引发的多普勒频移效应，进而在探测光与本振光拍频过程中引起的差频；其大小等于目标物体相对于激光雷达的径向速度的两倍与探测光波长的商值。由此可知，距离拍频频率，速度拍频频率为/>，本振光与回波光的拍频频率为；其中，/>为探测光的调频斜率，/>为探测光的飞行时间，/>为目标物体相对于激光雷达的径向速度，/>为探测光的波长（中心波长），/>为光速，/>为探测光的中心频率。
结合走离效应可知，每根接收波导101的探测范围均是一个距离范围区间，而拍频信号的频率值等于距离拍频频率与速度拍频频率的加和或者差值，即是接收波导输出的回波光对应的拍频信号的频率范围的下限大致为距离拍频频率下限值的基础上减去最大速度拍频频率，上限大致为距离拍频频率的上限加上最大速度拍频频率。因此可以通过带通滤波器301滤除该范围之外的噪声。当然，带通滤波器301的通带可以通过每根接收波导在设计时的探测距离以及激光雷达的最大探测速度确定。具体来说，可以结合上述公式，通过每根接收波导的探测距离确定出上述距离拍频频率的范围，以及激光雷达的最大探测速度确定出最大速度拍频频率，然后基于两者确定出每根接收波导101对应的光电探测模组300所输出的拍频信号的频率范围，根据该频率范围确定带通滤波器301的通带即可。需要说明的是，本申请文件中所述的“带通滤波器的通带”意为，该滤波器的-3db带宽所对应的通带。
对于上述模数转换模组400，请继续参阅图1，该激光雷达100包括至少两个模数转换模组400，模数转换模组400连接于光电探测模组200的下游，其用于对信号处理模组300滤波后的拍频信号进行模数转换，以便于转换后的信号进一步给到下游进行傅里叶变换。其中，至少一个模数转换模组400满足：该模数转换模组400与接收波导阵列100中不相邻的至少两个接收波导101所对应的信号处理模组300分别连接。具体地，模数转换模组400包括模数转换器401，模数转换器401用于接收上述拍频信号，并对拍频信号进行模数转换。与每一路信号处理模组300单独接一路模数转换模组400相比，本申请实施例中通过一个模数转换模组400连接多路信号处理模组300，能够减少模数转换模组400的数量，从而有利于减少器件数量，降低硬件成本。
请参见图2，其是图2为本申请另一些实施例中的激光雷达的示意图。该实施例中，接收波导阵列100包括依次排布的四个接收波导，即图示的第一接收波导101a、第二接收波导101b、第三接收波导101c、第四接收波导101d；相应地，该激光雷达10包括四个光电探测模组200、四个信号处理模组300以及两个模数转换模组400。其中，每一模数转换模组400均连接有两接收波导101，任一模数转换模组400所连接的两接收波导101均不相邻；例如，图2所示下方的模数转换模组400分别与第一接收波导101a和第三接收波导101c连接，图2所示上方的模数转换模组400分别与第二接收波导101b和第四接收波导101d连接。
值得一提的是，在本申请文件的其他实施例中，也可以通过一个模数转换模组400连接两路相邻的接收波导所对应的信号处理模组300。但是，该方案中，相邻两接收波导对应的带通滤波器301的通带交叠成第一重叠频带，两信号处理模组300的输出的噪声会在该第一重叠频带叠加。由于该方案中第一重叠频带的频率宽度较宽，即噪声叠加的频带较宽，当拍频信号的频率处于该第一重叠频带时，信噪比较低。另外，当光信号落在相邻的两接收波导101以及两者之间的间隙时，两接收波导101输出的光信号之间具有相差，同一模数转换模组400需要对两接收波导101输出的信号进行处理较为复杂。与之相比，本申请实施例中，同一模数转换模组400所连接的接收波导101为接收波导阵列100中间隔的两个，对应的带通滤波器的通带将不具有交叠区域，因此可以克服上述不足；或者，对应的带通滤波器的通带仍存在上述第一重叠频带，但该第一重叠频带的频带宽度更窄，因此拍频信号的频率处于该第一重叠频带的频率也将更低，从而可以在一定程度上缓解上述方案导致的信噪比较低的问题。另外，当光信号落在相邻的两接收波导101以及两者之间的间隙时，将由不同的模数转换模组400对该两接收波导101输出的信号进行处理，从而可以克服上述不足。
本实施例中，同一所述模数转换模组400所连接的各信号处理模组300中，各带通滤波器301的通带并不重叠。例如，以图2下方的模数转换模组400为例，第一接收波导101a的探测距离为第一距离到第二距离，其对应的距离拍频频率为第一频率至第二频率；第三接收波导101c的探测距离为第三距离到第四距离，其对应的距离拍频频率为第三频率至第四频率。而第二接收波导101b位于第一接收波导101a与第三接收波导101c之间，第二接收波导101b的探测距离为第二距离至第三距离，其对应第二频率至第三频率。其中，上述第一频率、第二频率、第三频率与第四频率依次递增。其中，本申请文件中所述的“同一所述模数转换模组所连接的各接收波导中，邻近的两接收波导”意为，当模数转换模组400所连接的接收波导101为两个时，该两个接收波导101为上述邻近的两接收波导，当模数转换模组400所连接的接收波导101为三个以上时，该三个以上的接收波导101中相邻的两个接收波导101为上述邻近的两接收波导，该邻近的两接收波导之间未设有其他与同一模数转换模组400连接的接收波导101。
请参阅图3A，其示出了第一接收波导101a、第二接收波导101b与第三接收波导101c各自对应的带通滤波器301的通带配置示意图，同时结合图2与上文可知，由于需要考虑速度拍频频率的存在，第一接收波导101a对应的带通滤波器301的通带（图中最左侧的圆角矩形示出）上下限会在上述第一频率A与第二频率B的基础上向外展宽，第三接收波导101c对应的带通滤波器301的通带（图中最右侧的圆角矩形示出）上下限会在上述第三频率C与第四频率D的基础上向外展宽。该实施例中，第一接收波导101a与第三接收波导101c对应的两带通滤波器301的通带并不交叠，因此不会形成噪声叠加的频带区域；则，回波光落在两接收波导101中的任何一个，另外一个接收波导下游的信号链路都不会对拍频信号模数转换时造成噪声叠加。
当然，如上文所述，在本申请的其他实施例中，同一所述模数转换模组400所连接的各接收波导101中，邻近的两接收波导101所对应的带通滤波器301的通带之间也可以具有第一重叠频带。
例如，请参阅图3B，其示出了另一实施例中第一接收波导101a、第二接收波导101b与第三接收波导101c各自对应的带通滤波器301的通带配置示意图，第一接收波导101a与第三接收波导101c对应的两带通滤波器301的通带交叠形成上述第一重叠频带S，即图3B中阴影部分区域，该第一重叠频带S位于第二频率B与第三频率C之间。该设置旨在保证第一频率A与第二频率B之间无噪声叠加的情况，第三频率C与第四频率D之间无噪声叠加的情况。由于第一接收波导101a与第三接收波导101c连接于同一模数转换模组400，第一接收波导101a、第三接收波导101c接收的拍频信号的频率大多位于第一频率A与第二频率B之间，或者第三频率C与第四频率D之间，该特征在相对静止的目标物体或者低速目标物体上尤为符合；因此，上述第一重叠频带S位于第二频率B与第三频率C之间的设置，可以保证位于上述两频率区间内的信号的信噪比较高。
应当理解，即使以上实施例均是以接收波导阵列包括四个接收波导为例进行说明，但本申请并不对接收波导的数量作具体限定，只要其不少于三个即可，也不对每个模数转换模组连接的接收波导数量作出限定，只要至少一个模数转换模块同时与多个接收波导间接连接（即通过光电探测模组和信号处理模组连接）；例如，在本申请中，接收波导阵列可以包括至少四个接收波导，每一模数转换模组均连接有至少两个接收波导，任一模数转换模组所连接的各接收波导之间互不相邻。
参见图4，图4为本申请又一些实施例中提供的激光雷达的示意图。本实施例中，信号处理模组300中还可以包括有放大器302，该放大器302连接于光电探测模组200与带通滤波器301之间。放大器302用于放大上述拍频信号，以便于后续的处理和分析。放大器302可以为跨阻放大器，当然放大器302也可以是其他类型的放大器，只要可以实现信号的放大即可。
信号处理模组300中还可以包括缓冲器303，缓冲器303连接于带通滤波器301的下游。缓冲器303能够保证信号传输的完整性和稳定性。
可以理解的是，放大器302和缓冲器303可以根据实际场景进行配置，例如可以配置为每一路接收波导101的下游均配置相应的放大器302和缓冲器303，也可以配置成某一路或某几路接收波导101的下游配置有相应的放大器302和缓冲器303。
本实施例中，模数转换模组400中还可以包括设置于信号处理模组以及模数转换器401之间的多级放大电路402。其中，多级放大电路402可以与模数转换器401一一对应，可以放大传输给模数转换器401的信号、抑制噪声以及增加增益。
参见图5，图5为本申请再一些实施例中激光雷达的示意图。
如图5，激光雷达包括发射波导501、振镜502以及两个接收波导阵列100。
发射波导501一致具有出光面，发射波导501用于传输探测光，并经由出光面出射探测光。其中，探测光由激光雷达内的光源模组生成，发射波导501背离出光面的一端用于接收该探测光，以使探测光在其内传输，并经由上述出光面出射该探测光。其中，探测光的光信号可以是调频连续波信号，可以是频率经过调制后的激光信号，可以是三角波、锯齿波或其它形式的波形。
接收波导阵列100中的各接收波导101沿图示预设方向X排列，该预设方向X为平行于收光面的方向，其与发射波导501出射探测光的方向之间可以垂直。两接收波导阵列100分别为接收波导阵列100a以及接收波导阵列100b，该第一接收波导阵列100a和第二接收波导阵列100b沿预设方向X分别设置在发射波导501的两侧。第一接收波导阵列100a和第二接收波导阵列100b可以对称设置，也可以非对称设置，例如第一接收波导阵列100a和第二接收波导阵列100b中的接收波导的数量相同或不同。上述发射波导501与各接收波导阵列100可以集成于同一硅光芯片中；具体来说，硅光芯片包括包层，发射波导501与各各接收波导阵列100嵌设于包层。
每一接收波导阵列100可以包括N个接收波导，N≥1；第一接收波导阵列100a中沿第一方向的第n个接收波导，与第二接收波导阵列100b中沿第二方向的第n根接收波导连接于同一模数转换模组，其中，1≤n≤N。请继续参见图5，第一方向X1为第二接收波导阵列100b指向第一接收波导阵列100a的方向，第二方向X2为第一接收波导阵列100a指向第二接收波导阵列100b的方向。
本实施例中，第一接收波导阵列100a以及第二接收波导阵列100b分别与下游的各个功能模组的连接关系可以参考前述实施例，在此不进行赘述。可以理解的是，当激光雷达10配置有两接收波导阵列100时，两接收波导阵列100可以共用模数转换模组。即，两接收波导阵列分别与如前述实施例中的两个模数转换模组具有对应关系。例如图5中，第一接收波导阵列100a中沿第一方向X1的第1个接收波导，与第二接收波导阵列100b中沿第二方向X2的第1个接收波导可以连接于同一模数转换模组，第一接收波导阵列100a中沿第一方向X1的第2个接收波导，与第二接收波导阵列100b中沿第二方向X2的第2根接收波导可以连接于同一模数转换模组。
振镜502是可以转动的反射结构，其用于接收经由发射波导出射的探测光，并进行偏转，以使探测光出射至激光雷达10之外，以探测目标物体；振镜502还用于接收经由目标物体反射探测光而形成的回波光，并进行偏转，以使回波光落在接收波导阵列100，以实现回波光的接收。振镜502具有第一轴线与第二轴线，振镜可绕第一轴线转动，以使探测光在垂直于第一轴线的方向扫描，以及可绕第二轴线转动，以使探测光在垂直于第二轴线的方向扫描；其中，振镜绕第一轴线转动的速率快于绕第二轴线转动的速率。例如，第一轴线为垂直线，振镜可以绕垂直线转动，以使探测光在水平方向扫描；第二轴线为水平线，振镜可以绕水平线扫描，以使探测光在垂直方向扫描。
由于振镜绕第一轴线的扫描速率更高，因此该运动导致的走离效应更为明显，故接收波导阵列100的姿态应当配置为使上述预设方向X与振镜502绕第一轴线转动导致的走离效应方向相同。本实施例中，基于激光雷达10包括第一接收波导阵列100a与第二接收波导阵列100b的方案，接收波导阵列100与振镜502被配置为：当振镜502绕第一轴线沿第一转动方向α转动时，回波光的光斑相较于发射波导501沿图示第一方向X1偏移，并落在第一接收波导阵列100a；当振镜502绕第一轴线沿第二转动方向β转动时，回波光的光斑相较于发射波导501沿图示第二方向X2偏移，并落在第二接收波导阵列100b；其中，该第一转动方向X1与第二转动方向X2相反。
本实施例中的激光雷达10还可以依据前述接收波导阵列100的工作原理，扩展出更多的接收波导阵列100以及下游模组，再此不进行赘述。另外，接收波导阵列100与发射波导501能够以收发一体模块的形式设置在激光雷达10中。
本实例中，激光雷达10还可以配置有开关电路503。
本实施例中，振镜502的转动使得回波光的光斑落在第一接收波导阵列100a时，开关电路503可以配置为使第一接收波导阵列100a对应的光电探测模组与模数转换模组导通，振镜502的转动使得回波光的光斑落在第二接收波导阵列100b时，能够使得第二接收波导阵列100b对应的光电模组与模数转换模组导通。即，能够根据振镜502的方向，控制各接收波导阵列与各自对应的模数转换模组的导通状态。其中，开关电路503可以是数字开关电路。
可以理解的是，当光斑落在第一接收波导阵列100a时，第二接收波导阵列100b不具有可以接收的回波光，同理，当光斑落在第二接收波导阵列100b时，第一接收波导阵列100a也不具有可以接收的回波光。
本申请实施例中所设置的开关电路503，能够控制模数转换模组400与第一接收波导阵列100a、第二接收波导阵列100b中的一个连通，如此能够避免未进行收光的接收波导阵列100、光电探测模组200以及信号处理模组300导入的噪声，进而能够使得信噪比提升一倍，从而提高了激光雷达的检测性能。
本申请还提供了一种可移动设备60，图6为本申请一些实施例中的可移动设备的示意图，该可移动设备60是一种可以相对地面进行移动的设备，其包括可移动的基体601以及搭载于该基体上的激光雷达10，该激光雷达10为上述任一实施例中的激光雷达10。
该可移动设备包括但不限于是国际自动机工程师学会（Society of AutomotiveEngineers International，SAE International）或中国国家标准《汽车驾驶自动化分级》制定的L0-L5共六个自动驾驶技术等级的车辆，例如可以是具有如下各种功能的车辆设备或机器人设备：
（1）载人功能，如家用轿车、公共汽车等；
（2）载货功能，如普通货车、厢式货车、甩挂车、封闭货车、罐式货车、平板货车、集装厢车、自卸货车、特殊结构货车等；
（3）工具功能，如物流配送车、自动导引运输车AGV、巡逻车、起重机、吊车、挖掘机、推土机、铲车、压路机、装载机、越野工程车、装甲工程车、污水处理车、环卫车、吸尘车、洗地车、洒水车、扫地机器人、送餐机器人、导购机器人、割草机、高尔夫球车等；
（4）娱乐功能，如娱乐车、游乐场自动驾驶装置、平衡车等；
（5）特殊救援功能，如消防车、救护车、电力抢修车、工程抢险车等。
本申请对于可移动设备的类型不做严格限定，在此不再穷举。
以上已经描述了本申请的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术的改进，或者使本技术领域的其他普通技术人员能理解本文披露的各实施例。
Claims (13)
1.一种激光雷达，其特征在于，包括：
接收波导阵列，包括至少三个接收波导，所述接收波导具有收光面，所述收光面用于接收回波光；
至少三个光电探测模组，所述光电探测模组连接于所述接收波导的下游，所述光电探测模组用于接收本振光以及经由所述接收波导输出的回波光，以生成相应的拍频信号，所述接收波导与所述光电探测模组一一对应；
至少三个信号处理模组，所述信号处理模组连接于所述光电探测模组的下游，所述信号处理模组包括带通滤波器，所述带通滤波器用于对所述拍频信号进行滤波，所述光电探测模组与所述信号处理模组一一对应；以及
至少两个模数转换模组，所述模数转换模组连接于所述光电探测模组的下游，所述模数转换模组包括模数转换器，所述模数转换器用于对所述拍频信号进行模数转换，至少一个所述模数转换模组满足：所述模数转换模组分别与所述接收波导阵列中不相邻的至少两个所述接收波导所对应的信号处理模组连接。
2.根据权利要求1所述的激光雷达，其特征在于，同一所述模数转换模组所连接的各信号处理模组中，各所述带通滤波器的通带不重叠；
其中，所述带通滤波器的通带为所述滤波器的-3db带宽对应的通带。
3.根据权利要求1所述的激光雷达，其特征在于，同一所述模数转换模组所连接的各接收波导中，邻近的两接收波导所对应的带通滤波器的通带之间具有第一重叠频带，所述邻近的两接收波导中，一所述接收波导的探测距离对应的距离拍频频率区间为第一频率至第二频率，另一所述接收波导的探测距离对应的距离拍频频率区间为第三频率至第四频率，所述第一频率、所述第二频率、所述第三频率和所述第四频率依次递增，所述第一重叠频带位于所述第二频率与所述第三频率之间；
其中，所述带通滤波器的通带为所述滤波器的-3db带宽对应的通带。
4.根据权利要求1所述的激光雷达，其特征在于，所述信号处理模组还包括放大器，所述放大器连接于所述光电探测模组与所述滤波器之间。
5.根据权利要求1所述的激光雷达，其特征在于，所述信号处理模组还包括缓冲器，所述缓冲器连接于所述带通滤波器的下游。
6.根据权利要求1所述的激光雷达，其特征在于，所述模数转换模组还包括多级放大电路；
所述多级放大电路设置于信号处理模组以及模数转换器之间。
7.根据权利要求1所述的激光雷达，其特征在于，所述接收波导阵列包括至少四个接收波导，每一所述模数转换模组均连接有至少两个接收波导，任一所述模数转换模组所连接的各接收波导之间互不相邻。
8.根据权利要求7所述的激光雷达，其特征在于，所述接收波导阵列中包括依次排布的第一接收波导、第二接收波导、第三接收波导以及第四接收波导；
其中，所述第一接收波导与所述第三接收波导分别通过对应的光电探测模组与信号处理模组连接于同一模数转换模组，所述第二接收波导与所述第四接收波导分别通过对应的光电探测模组连接于另一模数转换模组。
9.根据权利要求1所述的激光雷达，其特征在于，所述光电探测模组包括光混频器与平衡光电探测器；
所述光混频器用于接收本振光和经由所述接收波导输出的回波光，并输出具有相位差的第一拍频信号与第二拍频信号；
所述平衡光电探测器与所述光混频器连接，用于对所述第一拍频信号与第二拍频信号进行平衡探测。
10.根据权利要求1所述的激光雷达，其特征在于，所述激光雷达包括：
发射波导，具有出光面，所述发射波导用于传输探测光，并经由所述出光面出射所述探测光；
两所述接收波导阵列，所述接收波导阵列中的各所述接收波导沿预设方向排列，所述预设方向平行于所述收光面，两所述接收波导阵列沿所述预设方向分设于所述发射波导的两侧；以及
振镜，用于接收经由所述发射波导出射的探测光，并进行偏转，以使所述探测光出射至所述激光雷达之外，以探测目标物体，以及用于接收经由目标物体反射所述探测光而形成的回波光，并进行偏转，以使所述回波光落在所述接收波导阵列，所述振镜具有第一轴线与第二轴线，所述振镜可绕所述第一轴线转动，所述振镜可绕第二轴线转动，所述振镜绕第一轴线转动的速率快于绕第二轴线转动的速率；
所述预设方向为：所述振镜绕第一轴线转动引起的回波光在所述接收波导阵列的偏移方向。
11.根据权利要求10所述的激光雷达，其特征在于，每一所述接收波导阵列包括N个所述接收波导，两所述接收波导阵列分别为第一接收波导阵列与第二接收波导阵列，所述第一接收波导阵列中沿第一方向的第n个接收波导，与所述第二接收波导阵列中沿第二方向的第n根接收波导连接于同一所述模数转换模组，1≤n≤N；
所述第一方向为第二接收波导阵列指向第一接收波导阵列的方向，所述第二方向为第一接收波导阵列指向第二接收波导阵列的方向。
12.根据权利要求11所述的激光雷达，其特征在于，还包括开关电路；
所述接收波导阵列与所述振镜配置为：当所述振镜绕第一轴线沿第一转动方向转动时，所述回波光的光斑落在所述第一接收波导阵列，当所述振镜绕第一轴线沿第二转动方向转动时，所述回波光的光斑落在所述第二接收波导阵列，所述第一转动方向与所述第二转动方向相反；
所述开关电路配置为：在所述振镜绕快轴绕第一轴线沿第一转动方向转动时，使所述第一接收波导阵列对应的光电探测模组与所述模数转换模组导通，以及在所述振镜绕快轴绕第一轴线沿第二转动方向转动时，使所述第二接收波导阵列对应的光电探测模组与所述模数转换模组导通。
13.一种可移动设备，其特征在于，包括：
可移动的基体；以及
如权利要求1至12任一项所述的激光雷达，所述激光雷达搭载于所述基体。
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